现代仪器分析

一、名词解释第一章1、标准曲线: 标准系列的浓度(或含量) 和其相对应的响应信号测量值的关系曲线。

2、灵敏度: 物质单位浓度或单位质量的变化所引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度，用S表示。

3、检出限: 某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。

4、相关系数: 用来表征被测物质浓度（或含量）x与其响应信号值y之间线性关系好坏程度的一个统计参数。

相关系数定义为：5、仪器分析:某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。

6、分析化学:包括化学分析和仪器分析两大部分。

化学分析是分析化学的基础。

仪器分析是分析化学的发展方向。

测量常量组分常用化学分析，而测量微量或痕量组分时，则常用仪器分析。

二、填空题1、仪器分析包括（检测技术）和（分离技术）。

2、监测技术包括（光学分析法）和(电化学分析法)分离技术包括（色谱分析）（电泳分析）。

3、色谱技术主要包括（气相色谱）、（液相色谱）（超临界流体）。

4、分析仪器的基本结构包括(信号发生器)(检测器)(信号处理器）（读出装置）四部分组成。

5、分析化学的第一阶段标志工具是（天平）。

6、仪器分析定量分析主要评价指标：（准确度）（精密度）（标准曲线）（灵敏度）（检出限）三、简答题1、仪器分析可以分为哪几类？发展方向是什么？分为：1、光分析法：凡是以电磁辐射为测量信号的分析方法均为光分析法。

可分为光谱法和非光谱法。

光谱法则是以光的吸收、发射和拉曼散射等作用而建立的光谱方法。

这类方法比较多，是主要的光分析方法。

非光谱法是指那些不以光的波长为特征的信号，仅通过测量电磁幅射的某些基本性质（反射，折射，干涉，衍射，偏振等）。

光分析法的分类：原子发射光谱，原子吸收光谱，紫外可见光谱，红外光谱，核磁谱，分子荧光光谱，原子荧光光谱2、电化学分析法：根据物质在溶液中的电化学性质建立的一类分析方法。

的结构与功能之间的关系，探索了现象的本质。

例如在遗传学的研究中，只有用仪器分析确定了DNA双螺旋结构后，才能对其本质更透彻地了解；在生命科学研究中，只有用核磁共振、质谱等确定蛋白质等大分子的结构，才有可能探索生命的本质等。

随着仪器分析向当前最活跃的生命科学、环境科学等许多重要自然科学的渗透，一些现代基础自然学科、系统科学、信息学和计算机等又不断给仪器分析提供新的思想、手段和技术。

目前仪器分析的研究热点大体有以下几个方面：（1）研究增大和多维捕捉分析信息，特别是分析信号极弱的瞬时即逝的信息。

这就要求分析仪器具有高灵敏度、多维快速采集、传递和处理能力，以满足现代生命科学等自然科学对复杂大分子的结构、功能和机理的研究。

如采用现代核磁共振光谱、质谱、红外光谱等分析手段，可提供有机分子的精细结构、空间排列构型及瞬态变化等信息，为人们对化学反应历程及生命的认识提供了重要基础。

（2）开创多种信息的综合处理和数据融和（date fusion）技术，以获取更大的信息量，更深刻地认识物质的多维与内在本质。

研究并建立有效而实用的实时、在线和高灵敏度、高选择性的新型动态分析检测和非破坏性检测，将是21世纪仪器分析发展的主流。

（3）发展多种分析仪器的联用技术，使每种方法的优点得以发挥，每种方法的缺点得以补救。

如色谱-质谱联用、毛细管电泳-质谱联用、色谱-傅立叶变换红外光谱联用、色谱-核磁共振波谱联用、色谱-原子吸收联用等。

（4）研制智能化分析仪器和各种为特定分析目标设计的专家系统及应用软件将获得重大突破。

总之，仪器分析正在向快速、准确、自动、灵敏及适应特殊分析的方向迅速发展。

二、荧光分析法的应用1．无机化合物的荧光分析无机化合物直接能产生荧光并用于测定的为数不多，但与具有π电子共轭结构的有机化合物形成有荧光的配合物，可应用于荧光法测定。

例如：锂离子(Li+)与8-羟基喹啉可形成荧光配合物，在λex=370nm，λem=580nm，灵敏度为0.2μg⋅mL-1。

《现代仪器分析技术》教学大纲一、课程概述《现代仪器分析技术》是化学及相关专业的核心课程之一，旨在培养学生对现代仪器分析技术的基本理论、原理和应用能力。

通过本课程的学习，学生将深入了解现代仪器分析技术的发展历程、基本操作方法和常见仪器的原理，并能应用这些技术进行定性和定量分析。

二、教学目标1.掌握常见仪器的原理和操作方法，包括光谱仪、色谱仪、质谱仪、电化学仪器等。

2.理解现代分析技术的基本原理，如电化学分析原理、光谱分析原理、色谱分离原理等。

3.能够应用现代仪器分析技术进行定性和定量分析。

4.培养学生的实验操作技能、数据分析能力和科学研究能力。

5.培养学生的创新意识和团队合作精神。

三、教学内容1.现代仪器分析技术的发展历程2.光谱仪及其应用：紫外可见吸收光谱、红外光谱、荧光光谱等。

3.色谱仪及其应用：气相色谱、液相色谱和高效液相色谱等。

4.质谱仪及其应用：质谱原理、质谱仪的构造和性能、质谱谱图解析等。

5.电化学仪器及其应用：电极电位、电解质溶液及电导性、电化学分析方法等。

6.核磁共振仪及其应用：核磁共振原理、核磁共振仪的构造和性能、核磁共振谱图解析等。

四、教学方法与手段1.理论讲授：通过课堂讲授介绍仪器分析技术的基本理论和原理。

2.实验操作：通过实验教学使学生掌握仪器的操作技能和数据处理能力。

3.课堂讨论：引导学生积极参与讨论，提高学生的思维能力和分析问题的能力。

五、教学评价与考核1.平时成绩：包括出勤情况、课堂表现、课堂作业等。

2.实验成绩：考察学生的操作技能、实验报告撰写能力以及数据处理能力。

3.期末考试：考察学生对仪器分析技术基本理论和应用的掌握情况。

六、教材与参考书目1.主教材：《现代仪器分析技术导论》2.参考书目：-《仪器分析基础》-《仪器分析》-《现代仪器分析技术导论》-《光谱学基础与应用》-《色谱分析基础与技术》-《质谱分析基础与技术》七、教学进度安排第一周：课程概述，现代仪器分析技术的发展历程第二周：光谱仪及其应用第三周：色谱仪及其应用第四周：质谱仪及其应用第五周：电化学仪器及其应用第六周：核磁共振仪及其应用第七周：复习与总结。

现代仪器分析方法
现代仪器分析方法包括：
1. 液相色谱法（HPLC）：用于分离和测定液体和溶液中的化学成分。

2. 气相色谱法（GC）：用于分离和测定气体和挥发性液体中的化学成分。

3. 质谱法（MS）：用于确定化合物的分子式、结构和质量。

可以与色谱法结合使用，例如气相色谱-质谱联用（GC-MS）。

4. 原子吸收光谱法（AAS）：用于测定金属元素的含量和浓度。

5. 荧光光谱法：测量物质在吸收紫外或可见光后放射出的荧光。

6. 红外光谱法（IR）：用于确定物质中的官能团和分子结构。

7. 核磁共振光谱法（NMR）：用于确定物质的分子结构和官能团。

8. X射线衍射法（XRD）：用于确定物质的结晶结构。

9. 表面分析技术（如扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM））：用于观察和分析材料的表面形貌和结构。

10. 热分析技术（如差示扫描量热仪（DSC）和热重分析（TGA））：用于测量材料在不同温度下的热稳定性和热性质。

这些现代仪器分析方法在科学研究、环境监测、食品安全、制药和化工等领域广泛应用。

现代仪器分析第一章绪论学习目的：1.应掌握各类仪器分析方法的基本原理、分析仪器的结构、工作原理和功能2.掌握仪器定性和定量分析的方法3.了解各类仪器优缺点4.加强基本技能训练和能力的培养分析化学：获取物质的化学、物理或物理化学性质的信息，以确定物质的组成和结构一般可分为化学分析和仪器分析现代仪器分析：则是以物质的物理性质或物理化学性质及其在分析过程中所产生的分析信号物质的内在关系为基础，并借助于比较复杂或特殊的现代仪器，对待测物质进行定性、定量及结构分析和动态分析的一类分析方法（学习如何识别分析信号）现代仪器分析特点：1.准确、灵敏、快速、自动化程度高2.分析样品用量少，可进行无损分析3.已建立遥测分析方法4.由成分分析发展到有关空间分布，微观分布，形态分布，化学结构等特征分析形态分析：是指将某种金属在介质中存在的各种状态及其含量加以研究、分析的分析过程例子：甲基贡>Hg+2(游离形态)5.从静态观察到动态追踪观察6.不同仪器分析技术的联用常用的仪器分析方法跟据分析的原理，通常可以分为以下几大类：光分析法光谱和非光谱光仪器分析法UV-VIS、IR、X-衍射法电化学分析法分离分析法色谱和质谱气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）、超临界流体色谱法(SFC)现代仪器：微型化、专用化、多维化、智能化、在线分析、无损分析仪器分析局限性：1.仪器比较昂贵2.仪器分析是一种相对的分析方法一般需要待测组分的标准物质或标准谱图来作对照（填空题）3.大量的样品前处理操作仍需要由化学分析法来完成微量元素（AAS AES AFS）原子成分鉴定：营养成分氨基酸、糖、脂肪酸（LC、GC）色谱重金属（AAS AES AFS）原子有害成分环境污染、农药残留（LC、GC）色谱结构鉴定——UV、IR、NMR、MS仪器分析过程的三个主要环节：1—3步：了解样品性质与分析目的，明确需要的分析信息，选定分析技术，建立分析方法4—5步：通过分析，取得分析的原始数据6—9步：处理分析数据，提取有用的信息(如物质的组成、含量、结构等)标准曲线：是待测物质标准溶液的浓度（或含量）与仪器响应信号的关系曲线线性范围：标准曲线的直线部分所对应的待测物质浓度的范围称为该分析方法的线性范围如何绘制标准曲线？1.配制一系列待测物质的标准溶液2.在给定的实验条件下，分别测得其仪器响应值（如吸光度A）3.以吸光度A为纵坐标，浓度C为横坐标绘制A-C标准曲线精密度一般用测定结果的标准偏差S表示检出限：即检测下限，是指某一分析方法在给定的置信度能够被仪器检出待测物质的最低量。

现代仪器分析与应用引言：现代仪器分析是研究化学物质和生物系统的基本组成、结构及其性质的一种重要手段。

随着科学技术的不断发展，各种先进的仪器和分析方法逐渐应用于化学分析、环境监测、药物研发、生物学研究等领域。

本文将对现代仪器分析与应用领域进行探讨。

一、现代仪器分析的发展历程现代仪器分析的发展可以追溯到19世纪，当时以化学分析为主要手段。

20世纪初，光谱学的发展使得我们可以通过物质的光谱特性来分析其组成和结构。

20世纪60年代后，质谱仪的出现引发了一场仪器分析的革命。

随着计算机技术的发展，各种仪器的自动化和智能化程度不断提高，使得仪器分析的速度和准确性有了显著提高。

二、常见的现代仪器分析方法1.质谱法：质谱法是一种通过分析物质的质谱图谱来确定其分子结构和组成的方法。

质谱法广泛应用于生物医学、食品安全、环境监测等领域。

2.核磁共振（NMR）：核磁共振是通过测量分子中的原子核在磁场中的共振现象来确定物质的结构和性质。

核磁共振广泛应用于有机合成、药物研发以及材料科学领域。

3.液相色谱法（HPLC）：液相色谱法是利用溶液中固定相和液相之间的相互作用来分离和鉴定化合物的方法。

液相色谱法广泛应用于药物分析、环境监测以及食品安全检测等领域。

4.气相色谱法（GC）：气相色谱法是通过将样品挥发成气体，然后通过固定相中一系列与样品成分有选择的相互作用进行分离和鉴定的一种方法。

气相色谱法广泛应用于石油化工、环境监测以及食品安全检测等领域。

三、现代仪器分析在不同领域的应用1.化学分析：现代仪器分析在化学分析领域的应用非常广泛。

它可以通过测量物质的光谱、质谱、核磁共振谱等来确定其组成和结构，同时还可以测量物质的各种化学性质。

化学分析在无机化学、有机化学、生物化学、分析化学等领域都有重要应用。

2.环境监测：现代仪器分析在环境监测领域的应用主要用于监测大气、水体、土壤等环境中的污染物。

通过使用质谱仪、液相色谱仪、气相色谱仪等仪器，可以精确测量出环境中的微量污染物，为环境保护和资源利用提供科学依据。

现代仪器分析方法及应用一、分光光度法分光光度法利用物质对光的吸收、散射、干涉、闪烁等现象进行分析。

常用的分光光度法有紫外可见分光光度法、红外吸收分光光度法、原子吸收分光光度法等。

分光光度法广泛应用于药物分析、环境分析、食品分析等领域。

二、电化学方法电化学方法通过测定电极上物质的电荷转移过程或与电极表面发生的电化学反应来进行分析。

常用的电化学方法有电位滴定法、电化学溶液分析法、恒定电流伏安法等。

电化学方法在药物分析、环境分析、金属离子检测等方面具有广泛应用。

三、质谱分析法质谱分析法通过测定样品中物质的质量与电荷比来进行分析。

常用的质谱分析法有质子化质谱法、电喷雾质谱法、时间飞行质谱法等。

质谱分析法在有机化合物的结构分析、食品中农药残留的检测以及毒性物质的鉴定等方面具有重要应用。

四、色谱分析法色谱分析法通过分离和测定化合物混合物中不同组分的相对含量来进行分析。

常用的色谱分析法有气相色谱法、液相色谱法、超高效液相色谱法等。

色谱分析法广泛应用于药物分析、食品分析、环境分析等领域。

五、核磁共振法核磁共振法利用原子核间的磁耦合和原子核的磁共振现象来进行分析。

常用的核磁共振法有氢核磁共振波谱法、碳核磁共振波谱法等。

核磁共振法在有机化合物结构鉴定、药物分析和生物分子结构研究等方面具有重要应用。

六、质量光谱法质量光谱法通过测定物质的质量与电荷比来进行定性和定量分析。

常用的质谱法有线性离子阱质谱法、四级杆质谱法等。

质谱法广泛应用于有机物质的结构分析、药物代谢研究以及环境污染物的检测等领域。

以上是现代仪器分析方法的几个主要方向，这些方法在现代化学分析中具有重要的地位和作用。

随着科学技术的不断发展，这些方法将进一步提高其灵敏度、准确性和快速性，为化学分析提供更多的选择和可能性。

同时，仪器分析方法的应用范围也将进一步拓展，为人类社会的发展与进步做出更大的贡献。

现代仪器分析综述现代仪器分析是一门基于物理、化学和工程学原理的科学和技术领域，通过仪器仪表的使用来分析和测量样品的性质和成分。

随着科学技术的不断发展和进步，现代仪器分析在许多领域中得到广泛应用，包括环境科学、生物医学、材料科学、化学工程等。

本文将综述现代仪器分析的一些重要方法和应用。

现代仪器分析的一项重要技术是光谱学。

它包括紫外可见光谱、红外光谱、拉曼光谱、核磁共振光谱等。

紫外可见光谱用于测量物质在紫外和可见光波段的吸收或发射现象，可以用来确定物质的组成和浓度。

红外光谱通过测量物质对不同波长红外光的吸收，可以确定物质的分子结构和功能官能团。

拉曼光谱则通过测量物质对激光的散射光谱，可以分析物质的分子振动和晶格结构。

核磁共振光谱是测量物质在外加磁场作用下的核自旋能级差异，用于确定化合物的分子结构和核组成。

除了光谱学外，现代仪器分析还包括质谱、色谱、电化学和热分析等技术。

质谱是一种通过测量样品中离子和分子的质量-荷比率，来确定其成分和结构的方法。

质谱仪可用于分析样品中各种化合物的分子量和相对丰度，从而进行定性和定量分析。

色谱技术是一种通过对样品中化合物分离和测量来分析其成分和浓度的方法。

常见的色谱技术包括气相色谱、液相色谱和薄层色谱等。

电化学是研究电荷和电化学反应的科学，包括电化学分析和电化学合成等领域。

热分析则是通过测量样品随温度变化的质量、体积、导电性等性质来分析样品的组成和热行为。

现代仪器分析在环境科学、生物医学、材料科学和化学工程等领域有广泛的应用。

在环境科学中，仪器分析可用于污染物监测和环境质量评估。

例如，通过质谱和色谱等技术可以分析空气中的有害气体和颗粒物，了解空气质量和大气污染源。

在生物医学领域，仪器分析可用于生物分子的检测和药物的分析。

例如，核磁共振和质谱等技术可以用于确定人体内的代谢产物和药物浓度，诊断疾病和评估药物治疗效果。

在材料科学中，仪器分析可用于材料的成分和结构表征。

例如，电子显微镜和X射线衍射等技术可以观察材料的微观结构和晶格排列，研究材料的性能和应用。

现代仪器分析方法随着科学技术的不断发展，人们对于仪器分析方法也有了更高的要求。

现代仪器分析方法采用了许多新的先进仪器和技术手段，具有高度的灵敏性、准确性和可靠性，广泛应用于各个领域。

本文将对现代仪器分析方法进行详细介绍。

一、光谱分析方法光谱分析是通过测量物质与电磁辐射的相互作用，来研究物质性质的一种方法。

其中，红外光谱、紫外光谱、拉曼光谱和核磁共振谱等是常用的几种光谱分析方法。

红外光谱分析可以用来鉴定物质的结构和功能官能团，广泛应用于有机化学和药物工业等领域。

紫外光谱分析可以用来研究物质的电子结构和反应机理，广泛应用于药物、生物化学和环境科学等领域。

拉曼光谱分析可以用来研究物质的分子振动和晶格振动，广泛应用于材料、生物和环境领域。

核磁共振谱分析可以用来研究物质的分子结构和核自旋状态，广泛应用于化学、物理和生物学等领域。

二、质谱分析方法质谱分析是通过测量物质分子的质量和相对丰度来鉴定和测量物质的方法。

通过质谱仪的加速离子的方法将待测样品中的分子离子化，并在电磁场中进行分离和检测，最后获得质谱图。

质谱分析具有高分辨率和高灵敏度的特点，可以应用于有机化学、生物化学、环境科学等领域。

三、色谱分析方法色谱分析是通过在固定相上的分离和移动，来分析样品中的成分的方法。

常见的色谱分析方法有气相色谱、液相色谱和超临界流体色谱。

气相色谱一般用于分析挥发性和热稳定性的物质，液相色谱一般用于分析疏水性和疏溶性的物质，超临界流体色谱一般用于分析温度和压力高的物质。

色谱分析方法具有高分离效应和准确性的特点，广泛应用于制药、化工和环境等领域。

四、电化学分析方法电化学分析是通过测量物质在电场作用下的电化学反应和现象来分析物质的方法。

常见的电化学分析方法有电位滴定法、电解析法、极谱法和电化学发光法。

电化学分析方法通过测量电流、电势和电荷等电化学参数，来分析物质的浓度、反应速率和物理化学性质等。

电化学分析方法具有高灵敏度和高选择性的特点，广泛应用于电化学工业、环境保护和生物化学等领域。

现代仪器分析绪论：1仪器分析定义：现代仪器分析是以物质的物理性质或物理化学性质及其在分析过程中所产生的分析信号与物质的内在关系为基础，借助比较复杂或特殊的现代仪器，对待测物质进行定性、定量及结构分析和动态分析的一类分析方法。

2仪器分析的特点：灵敏度高，试样用量少；选择性好；操作简便，分析速度快，自动化程度高；用途广泛，能适应各种分析要求；相对误差较大。

需要价格比较昂贵的专用仪器。

3仪器分析包括：光分析法；分离分析法；电化学分析法；分析仪器联用技术；质谱法。

4光分析：光分析法是利用待测组分的光学性质（如光的发射、吸收、散射、折射、衍射、偏振等）进行分析测定的一种仪器分析方法。

5光谱法包括：紫外/可见吸收光谱法；原子吸收光谱法；原子发射光谱法；分子发光分析法；拉曼光谱法；红外光谱法。

6电化学分析法：电化学分析法是利用待测组分在溶液中的电化学性质进行分析测定的一种仪器分析方法。

7电化学分析法包括：电导分析法；电位分析法；极谱与伏安分析法；电解和库仑分析法。

8分离分析法：利用物质中各组分间的溶解能力、亲和能力、吸附和解吸能力、渗透能力、迁移速率等性能的差异，先分离后分析测定的一类仪器分析方法。

分离分析法包括：超临界流体色谱法；气相色谱法；高效液相色谱法；离子色谱法；高效毛细管电泳法；薄层色谱法。

9质谱法：质谱法是将待测物质置于离子源中电离形成带电离子，让离子加速并通过磁场或电场后，离子将按质荷比（m/z）大小分离，形成质谱图。

依据质谱线的位置和质谱线的相对强度建立的分析方法称为质谱法。

10联用分析技术：已成为当前仪器分析的重要发展方向。

将几种方法结合起来，特别是分离方法（如色谱法）和检测方法（红外吸收光谱法、质谱法、原子发射光谱法等）的结合，汇集了各自的优点，弥补了各自的不足，可以更好地完成试样的分析任务。

气相色谱—质谱法（GC —MS）、气相色谱—质谱法—质谱法（GC—MS—MS）、液相色谱—质谱法（HPLC—MS）。

现代仪器分析具有 准确 灵敏 快速 自动化程度高的特点，常用来测定含量很低的微痕量组分，是分析化学的发展方向1 什么事仪器分析和化学分析？他们有什么不同点？化学分析时利用化学反应及其计量关系金星分析的一类分析方法，而现代仪器分析则是以物质的物理性质或物理化学性质及其在分析过程中所产生的分析信号与物质的内在关系为基础，并借助于比较复杂或特殊的现代仪器，对待测物质进行定性定量及结构分析和动态分析的一类分析方法。

2 仪器分析方法的主要评价指标：检出限 精密度 准确度 选择性 标准曲线 灵敏度3 样品的制备：样品的粉碎、混匀、缩分的过程，称为样品的制备。

制备的目的是为了保证分析样品的均匀和确保分析结果的正确性。

第二章 光分析法导论光的特征：E=h ν=hc σ不同波长的光具有不同的能量，波长越长能量越低，反之越低越高透射率T=I/I 0，吸光度A=lg1//T ，朗波比尔定律A=kcL 物质的吸光度与吸收样品的浓度c及厚度L 的成绩呈正比，这就是光的吸收定律，也称郎律，k 比例系数，与介质的性质 温度 入射光的波长有关，c 单位mol/L ，L 单位cm第三章 原子发射光谱法1原子发射光谱法(AES)是根据待测物质的气态原子或离子受激发后所发射的特征光谱的波长及其强度来测定物质中元素组成和含量的分析方法。

2原子发射光谱分析的特点：(1)可多元素同时检测(2)分析速度快(3)选择性好(4)检出限较低(5)准确度较高(6)ICP 性能优越(7)缺点非金属元素不能检测或灵敏度低。

3光源的作用：提供能量使样品蒸发, 形成气态原子, 并进一步使气态原子激发而产生光辐射。

4等离子体： 一般是指电离度大于0.1%，阴、阳离子浓度相等，电荷为零的，可以导电的混合气体。

5激发源的作用是为试样蒸发、原子化、和激发提供所需要的能量，从而产生发射光谱，它的性能影响着谱线的数目和强度。

6 ICP 炬的组成：ICP 高频发生器+ 炬管+ 供气系统+样品引入系统 原理：利用等离子体放电产生高温激发光源7 ICP 激发源的分析性能： 1）灵敏度高，稳定性好； 2）适用于液体分析，样品用量少；3）由于不用电极，样品污染小；4）氩气背景干扰少，信噪比高，适合于低含量元素的定量分析；5）缺点：消耗氩气量较大，费用较高8光谱定性分析：定性依据：元素不同→电子结构不同→光谱不同→特征光谱9什么是元素的分析线、最后线、灵敏线？分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线；最后线：浓度逐渐减小，谱线强度减小，最后消失的谱线；灵敏线：最易激发的能级所产生的谱线，每种元素都有一条或几条谱线最强的线，即灵敏线。